چگونه می توان یک قالب مهر زنی فلزی ساخت که در اولین آزمایش به مشخصات فنی برسد

تصمیم بگیرید که کدام نوع قالب متناسب با قسمت و حجم تولید شما است

ساخت قالب مهر زنی فلزی مدت ها قبل از بریده شدن هر فولادی شروع می شود. شما با یک قطعه تمام‌شده شروع می‌کنید و به عقب کار می‌کنید،-هندسه آن را به ابزاری مهندسی می‌کنید که می‌تواند هزاران یا میلیون‌ها بار آن را تحت بار فشاری بازتولید کند. این مرحله{3}مهندسی معکوس، هسته اصلی ساخت قالب است، و با یک تصمیم اساسی شروع می‌شود: نوع قالب مهر زنی با بخش، حجم و بودجه شما مطابقت دارد.

پس دقیقاً چی هستند؟ در ساده‌ترین عبارت، قالب ابزار دقیقی است که از طریق برش، شکل‌دهی یا هر دو در حین ضربه زدن به پرس، ورق فلز را شکل می‌دهد. درک اینکه چه چیزی در تولید قالب است کمک می کند تا روشن شود که چرا انتخاب نوع قالب بسیار مهم است. انتخاب نادرست منجر به هدر رفتن سرمایه گذاری در ابزار، هزینه بیش از حد برای هر-قطع، یا مشکلات کیفیتی می شود که در طول تولید شما را آزار می دهد.

سه نوع اصلی قالب‌بندی اکثر برنامه‌ها را پوشش می‌دهند: تک ایستگاهی، مرکب و پیشرونده.

تک-ایستگاه در مقابل قالب در مقابل قالب‌های پیشرونده

هر نوع قالب منطقه متفاوتی را در چشم انداز پیچیدگی-حجم-هزینه اشغال می کند. در اینجا نحوه مقایسه آنها آمده است:

قالب‌های مهر زنی فلزی تک ایستگاهی در زمانی که به یک عملیات در هر ضربه نیاز دارید بهترین عملکرد را دارند و ابزار را ساده و سریع نگه می‌دارند. قالب‌های مرکب عملیات‌هایی مانند خالی کردن و سوراخ کردن را در یک حرکت ترکیب می‌کنند و تحمل‌های سخت‌تری را بین ویژگی‌ها ایجاد می‌کنند، زیرا همه چیز به طور همزمان بریده می‌شود. قالب های مهر زنی پیشرونده یک نوار فلزی را از طریق ایستگاه های متعدد به صورت متوالی تغذیه می کند و با هر چرخه پرس با سرعت بالا یک قطعه کامل را تولید می کند.

انتخاب قالب خود را با بودجه و دسترسی به تجهیزات مطابقت دهید

قابلیت های کف مغازه شما به شدت روی مسیر منطقی تأثیر می گذارد. اگر فرز CNC و سیم EDM در خانه دارید، ساختن یک ایستگاه-یا قالب ساده مرکب واقع بینانه است.مهر زنی فلزی پیشروندهبا طرح‌بندی نوار پیچیده و زمان‌بندی چند ایستگاه، اغلب به تجربه و تجهیزات طراحی تخصصی نیاز دارند که تیم‌ها را به سمت برون‌سپاری عملیات خاص سوق می‌دهد.

این مقاله طیف کاملی را پوشش می‌دهد، از-نمونه اولیه نصب شده تا ابزار پیشرفته تولید-. چه بخواهید هر جزء را خودتان ماشین کاری کنید یا عملیات حرارتی و کار EDM را برون سپاری کنید، فرآیند تبدیل یک قطعه طراحی به یک قالب مهر زنی کار از همان دنباله منطقی پیروی می کند. اولین متغیری که هر تصمیم پایین دستی را شکل می دهد، فولاد ابزاری است که برای هر جزء قالب انتخاب می کنید.

نمرات فولاد ابزار مناسب را برای پانچ ها و بلوک های قالبی انتخاب کنید

فولاد ابزار یک -اندازه-براساس-همه دسته نیست. هر یک از اجزای یک قالب مهر زنی با مشخصات استرس متفاوتی روبرو می شود: پانچ ها ضربه فشاری و سایش سایشی را در هر ضربه تحمل می کنند، بلوک های قالب در برابر تماس لغزشی در امتداد لبه های برش مقاومت می کنند، رقیق کننده ها خستگی چرخه ای را مدیریت می کنند و صفحات پشتیبان بار توزیع شده را جذب می کنند. انتخاب متریال ابزار مهر زنی مناسب برای هر نقش مستقیماً مدت زمان ماندگاری قالب شما بین چرخش مجدد و میزان ثابت ماندن قطعات شما در یک کمپین تولید را کنترل می کند.

با ابزار تولید پیچیده که اغلب به سرمایه گذاری نیاز دارد100000 تا 500000 دلار آمریکا، انتخاب عیار فولاد اشتباه یک اشتباه گران است. در صورت خرابی‌های زودرس، یا بودجه را از بین می‌برید یا در مواردی که نیازی به آن نیست، بیش از-موادی را مشخص می‌کنید. هدف تطبیق مقاومت سایش، چقرمگی و سختی با شرایط خدمات واقعی هر جزء است.

معیارهای انتخاب فولاد ابزار توسط کامپوننت قالب

پنج گرید فولادی (به اضافه کاربید) اکثر قالب های مهر زنی فولاد در تولید را پوشش می دهند. در اینجا نحوه نقشه برداری آنها به برنامه های واقعی است:

D2 در انتخاب مواد مهر زنی فلزی به عنوان نیروی کار برای خالی کردن و سوراخ کردن عمومی باقی می ماند. محتوای بالای کروم و کربن آن مقاومت سایشی فوق العاده ای را ارائه می دهد، اما می تواند تحت ضربه شدید تراشه کند. هنگامی که یک پانچ با بارگذاری شوک سنگین، مانند سوراخ کردن مهره های فولادی ضد زنگ ضخیم مواجه می شود، A2 با اندکی کاهش عمر سایش، چقرمگی بهتری را ارائه می دهد. S7 این معامله را بیشتر می‌کند- و تأثیرات مکرر را در جایی که D2 یا A2 می‌شکند جذب می‌کند. M2، فولادی با سرعت بالا، سختی خود را حفظ می‌کند حتی زمانی که ایستگاه‌های قالب پیشرونده گرما را با سرعت چرخه بالا تولید می‌کنند.

چگونه انتخاب مواد بر طول عمر و فواصل نگهداری اثر می گذارد

رابطه بین سختی و تعداد ضربه خطی نیست. پانچ D2 در فولاد ملایم خالی کننده HRC 60 ممکن است 100000 تا 150000 ضربه را قبل از اینکه ارتفاع سوراخ نشان دهنده نیاز به سنگ زنی مجدد باشد ایجاد کند. همان پانچ برش ضد زنگ به 30,000-50,000 ضربه به دلیل ماهیت سخت کاری ورق فلز می رسد که می تواند بهسختی خود ابزار. مهر زنی آلومینیوم چالش متفاوتی را ارائه می دهد: ورق نرم تر لبه ها را به این سرعت سائیده نمی کند، اما داغ شدن (چسبندگی مواد به سطح قالب) به حالت شکست اولیه تبدیل می شود.

اینجاست که روکش ها اقتصاد را تغییر می دهند. نیترید تیتانیوم استفاده شده PVD (TiN) یک لایه سخت و اصطکاک کم- اضافه می کند که عمر قالب را برای کارهای فولادی ملایم به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. برای مهر زنی فلز فولاد ضد زنگ و مهر زنی فلز آلومینیوم، کربنیترید تیتانیوم (TiCN) با کاهش میل ترکیب شیمیایی بین ورق و سطح ابزار، از قلع بهتر عمل می کند. مطالعات روی فولادهای پیشرفته{5}}استحکام بالا نشان می‌دهد که ابزارهای روکش‌شده PVD می‌توانند بیش از 1.2 میلیون قطعه را در مقایسه با 50000 قطعه برای جایگزین‌های کروم{10}}در شرایط مشابه تولید کنند.

تصور کنید که یک قالب پیشرونده را با سرعت 60 ضربه در دقیقه روی ضد زنگ اجرا کنید. بدون پوشش TiCN، در هر نوبت کاری، قالب را برای تعمیر و نگهداری می‌کشید. با آن، ممکن است یک هفته کامل بدوید. این تفاوت در زمان کار اغلب هزینه های پوشش را چندین برابر می کند، به ویژه زمانی که تولید از دست رفته را در طول تغییرات قالب در نظر بگیرید.

فولادهای ابزار متالورژی پودر (PM) سطح دیگری را ارائه می دهند. ساختار کاربید خوب و یکنواخت آنها هم مقاومت در برابر سایش و هم چقرمگی ضربه ای را ارائه می دهد که نمرات ریخته گری شمش{1}} معمولی با آن مطابقت ندارند. در یک مورد مستند، تغییر از D2 به درجه PM با همان سختی عمر ابزار را از 5000-7000 چرخه به بیش از 40000 چرخه در هنگام تشکیل فولاد با مقاومت بالا افزایش داد.

درجه فولاد و انتخاب پوشش پایه را تنظیم می کند. چالش بعدی این است که هندسه قطعه خود را به شکل‌های پانچ و قالب دقیقی که آن را تولید می‌کنند تبدیل کنید، و این کار در محیط CAD/CAM اتفاق می‌افتد، جایی که فاصله‌ها، طرح‌بندی نوارها و توالی ایستگاه‌ها همگی شکل می‌گیرند.

طراحی هندسه قالب و چیدمان نوار با استفاده از شبیه سازی CAD{0}}CAM

شما فولادهای ابزار خود را انتخاب کرده اید. سوال بعدی این است: آن فولادها باید دقیقاً چه شکلی شوند؟ اینجاست که طراحی قالب مهر زنی از علم مواد به هندسه می رود و این مرحله ای است که قالب کار را از یک وزن کاغذ گران قیمت جدا می کند.

گردش کار با طراحی قسمت تمام شده شما شروع می شود. شما قبلاً نوع و ضخامت مواد را می دانید. از این دو ورودی، مهمترین بعد را در هر قالب برشی بدست می آورید: پانچ-تا-ترخیص قالب.

فاصله بین لبه برش پانچ و لبه برش دکمه قالب است که به صورت یکدرصد ضخامت مواد در هر طرف. آن را درست انجام دهید و برشی تمیز با حداقل فرز تولید می کنید. اشتباه بگیرید، و با فرزهای بیش از حد، سایش زودرس مشت، کشیدن شلاق یا حتی شکستگی ابزار مواجه خواهید شد. فاصله توصیه شده بر اساس مواد متفاوت است زیرا فلزات سخت تر و با استحکام-کششی{4}}به فضای بیشتری نیاز دارند تا صفحات شکستگی به طور تمیز در ضخامت ورق تراز شوند.

پانچ-به-نمودار پاکسازی ورق‌های معمولی

هنگام برنامه ریزی برای طراحی قالب مهر زنی فلزی، از این محدوده های فاصله به عنوان نقطه شروع استفاده کنید. تنظیم دقیق-بر اساس الزامات تحمل خاص و شرایط ابزار.

یکی از کاربردی ترین نکات طراحی مهر زنی که باید به خاطر بسپارید: تحقیقات ابزارآلات مدرن نشان می دهد که دویدن به سمت انتهای بالاتر این محدوده ها (11 تا 20 درصد در هر طرف برای فولاد) می تواند به طور قابل توجهی فشار ابزار را در حین سوراخ کردن کاهش دهد و عمر عملیاتی را افزایش دهد، حتی اگر کمی ارتفاع سوراخ را افزایش دهد. شما در حال معاوضه یک مرحله خرد کردن ثانویه جزئی برای فواصل دوباره سنگ زنی هستید.

برای بعد پانچ، زمانی که می‌خواهید اندازه سوراخ را روی قالب نگه دارید، فاصله را از هر طرف کم کنید. هنگامی که می خواهید یک اندازه خالی نگه دارید، فاصله را به پانچ اضافه کنید. این منطق اساسی طراحی مهر زنی ورق فلزی است که هر مدل CAD را که می‌سازید به سمت پایین هدایت می‌کند.

طرح بندی نوار ساختمان و توالی ایستگاه در CAD

برای قالب های مهر زنی مترقی ورق فلزی، طرح نوار نقشه راه شماست. این تعریف می کند که چگونه انبار سیم پیچ خام ایستگاه به ایستگاه به قطعات نهایی تبدیل می شود. به آن به عنوان یک جدول زمانی فکر کنید: هر ایستگاه یک یا دو عملیات را انجام می دهد، و نوار فاصله ثابتی را بین ضربه ها پیش می برد.

طرح بندی نوار جامد به پنج عنصر می پردازد:

• سوراخ های خلبان- در ایستگاه اول سوراخ شد و توسط پین های خلبان در ایستگاه های بعدی برای ثبت دقیق نوار استفاده شد. بدون آنها، خطای فید تجمعی ویژگی را خراب می‌کند-تا-دقت را مشخص کند.
• عرض نوار حامل- ماده ای که قطعه شما را به سیم پیچ متصل می کند در حالی که در قالب حرکت می کند. خیلی باریک است و پاره می شود. خیلی پهن است و مواد را هدر می دهید.
• فاصله ایستگاه (پیچ)- باید یکنواخت باشد و دارای بزرگترین ردپای ایستگاه به علاوه جداسازی کافی برای یکپارچگی ساختاری در صفحات قالب باشد.
• بریدگی های بای پس منفی و مثبت- در قالب‌های مهر زنی ورق، این بریدگی‌ها مواد مجاور خم‌ها و شکل‌ها را از بین می‌برند و از تداخل با شکل گرفتن قطعه در حالی که به حامل متصل می‌مانند، جلوگیری می‌کنند.
• بهینه سازی ضایعات- تودرتو کردن قطعات یا تنظیم عرض نوار برای به حداکثر رساندن استفاده از مواد. حتی یک بهبود 2-3٪ در ترکیبات عملکرد به صرفه جویی عمده در حجم بالا.

سیستم CAD شما ابتدا این طرح را به عنوان یک نمایش مسطح می‌سازد، سپس هر ایستگاه به صورت سه بعدی مدل‌سازی می‌شود تا بررسی شود که پانچ‌ها، بالابرها و ابزارهای شکل‌دهی با یکدیگر یا با نوار در حین پیشرفت برخورد نمی‌کنند.

اینجا جایی است که طراحی مهر زنی فلز از پیش نویس به اعتبار مهندسی حرکت می کند. شبیه‌سازی CAE با استفاده از تجزیه و تحلیل اجزای محدود به شما امکان می‌دهد تا قبل از ماشینکاری هر فولادی، قطعه خود را به طور مجازی شکل دهید، خم کنید و برش دهید. این نرم افزار نازک شدن، چروک شدن و برگشت فنری مواد را پیش بینی می کند و مشکلاتی را که در غیر این صورت فقط در طول آزمایش های فیزیکی پرهزینه ظاهر می شوند، نشان می دهد.بهترین روش صنعتیک استراتژی سیستماتیک را دنبال می کند: بازگشت فنری را در شبیه سازی اندازه گیری کنید، آن را از طریق تغییرات فرآیند کاهش دهید، تغییرپذیری را کنترل کنید، و سپس سطوح قالب را بر این اساس جبران کنید. ثابت شده است که این رویکرد به طور قابل توجهی تکرارهای آزمایشی را کاهش می دهد و از انطباق ابعادی ثابت در طول عمر تولید پانل اطمینان می دهد.

برای تیم‌هایی که فاقد{0}قابلیت FEA ​​داخلی هستند، خدمات شبیه‌سازی از سازندگان باتجربه می‌توانند این مرحله اعتبار سنجی را به میزان قابل توجهی تسریع کنند.خدمات قالب مهر زنی YICHENبرای مثال، شامل تجزیه و تحلیل امکان‌سنجی و شبیه‌سازی CAE به‌عنوان پیشنهادهای اولیه-فاز می‌شود، که به مهندسان کمک می‌کند تا قبل از انجام ماشین‌کاری، هندسه قالب و طرح‌بندی نوار را تأیید کنند. این جلو-مشکل را بارگیری می‌کند-در مرحله دیجیتالی که تغییر ساعت‌ها به جای هفته‌ها هزینه دارد.

نتیجه کار طراحی مهر زنی کامل در CAD و شبیه سازی ساده است: وقتی فولاد سخت شده برای اولین بار به ورق فلز برخورد می کند، شگفتی های کمتری وجود دارد. هر فاصله محاسبه‌شده، هر ایستگاه توالی‌بندی شده، و هر حالت برگشت فنری پیش‌بینی‌شده در نرم‌افزار، یک تکرار کمتر در مطبوعات آزمایشی سوزانده شده است. با تأیید هندسه و قفل شدن طرح نوار، تمرکز بر تبدیل آن مدل‌های دیجیتال به اجزای قالب فیزیکی از طریق ماشین‌کاری دقیق تغییر می‌کند.

اجزای قالب ماشین با فرز CNC و سیم EDM

مدل های CAD شما قفل شده اند. طرح بندی نوار اعتبار سنجی شده است. هر فاصله به صدم میلی متر محاسبه می شود. تخته های فولادی روی کف مغازه می نشینند و منتظر می مانند تا به ابزار دقیق مهر زنی تبدیل شوند. این مرحله‌ای است که هندسه دیجیتال به فلز فیزیکی تبدیل می‌شود، و ترتیبی که دنبال می‌کنید تعیین می‌کند که آیا این اجزا با دقت سطح{4}}میکرون با هم هماهنگ می‌شوند یا نیاز به ساعت‌ها اتصال دست دارند.

فرآیند قالب برای ماشین کاری از یک نظم عمدی پیروی می کند: فرز CNC خشن مواد حجیم را از بلوک های قالب و نگهدارنده پانچ حذف می کند، سنگ زنی سطح دقیق سطوح حساس را صاف و موازی می کند، و EDM سیم پروفیل های پیچیده و دهانه های تحمل{0} محکمی که برش و شکل دهی شما را تعیین می کنند را برش می دهد. هر عملیات بر اساس آخرین مرحله انجام می شود، و رد کردن یا ترتیب مجدد مراحل، مشکلات مرکب را در پایین دست ایجاد می کند.

استراتژی فرز CNC برای بلوک های قالب و پروفیل های پانچ

خشن کردن در مورد سرعت است، نه دقت. شما تا جایی که ممکن است مواد را در واحد زمان حذف می کنید در حالی که مقدار ذخیره کنترل شده ای برای پاس های تکمیلی باقی می گذارید. استراتژی‌های زبر با سرعت بالا-مدرن مانند فرز تطبیقی ​​(که به آن فرز تروکوئیدی نیز می‌گویند) ازدرگیری شعاعی کوچک در عمق محوری زیاد، حفظ بار تراشه ثابت در سراسر برش. این رویکرد عمر ابزار را 50-200% در مقایسه با شکاف‌های عرض کامل معمولی افزایش می‌دهد، که وقتی ساعت به ساعت فولاد ابزار سخت شده را بیرون می‌کشید اهمیت قابل توجهی دارد.

یک تصمیم مهم در اوایل جریان کار ماشین‌کاری مهر زنی ظاهر می‌شود: آیا قبل از عملیات حرارتی، دستگاه را نرم می‌کنید یا قبل از عملیات حرارتی، دستگاه‌های سخت را آسیاب می‌کنید؟

• ابتدا ماشینکاری نرم- بلوک‌های قالب خود را آسیاب کنید و پروفیل‌های پانچ را در حالت آنیل شده (معمولا HRC 20-25) آسیاب کنید، جایی که برش سریع‌تر است، سایش ابزار کمتر است و می‌توانید از پارامترهای تهاجمی‌تری استفاده کنید. سپس قطعات را برای عملیات حرارتی می فرستید و سپس برای تکمیل-خردکاری به ابعاد نهایی برمی گردید. این رویکرد سنتی است و برای اکثر پروژه های ابزار مهر زنی فلز مقرون به صرفه است.
• فرزهای سخت قبل از{0}}سخت شده- با قسمت‌های خالی شروع کنید که از قبل گرم شده-به سختی کار شده (HRC 58-62). مراکز CNC مدرن با دوک‌های سفت و سخت و درج‌های سرامیکی یا CBN می‌توانند مستقیماً D2 یا A2 سخت‌شده را خشن کنند. این اعوجاج ابعادی ناشی از عملیات حرارتی را از بین می‌برد و مقدار ذخیره مورد نیاز برای سنگ زنی نهایی را کاهش می‌دهد. مبادله سرعت حذف مواد کندتر و هزینه های درج بالاتر در هنگام خشن کردن است.

صرف نظر از اینکه کدام مسیر را انتخاب می‌کنید، عمل استاندارد مستلزم آن است که 0.010{2}}0.020 اینچ در هر طرف پس از خشن کردن روی سطوح آسیاب شده به‌عنوان پایه نهایی باقی بماند. این کمک هزینه تضمین می کند که پاس نهایی به طور تمیز زیر لایه سخت کاری شده سطح زبر و هرگونه خطای هندسی ناشی از عملیات زبری برش می دهد. نازک‌تر شدن باعث می‌شود که ابزار نهایی بین برش و مالش متناوب شود و کیفیت سطح و قوام ابعادی را کاهش دهد.

برای پاس های پایانی، پارامترها به طور چشمگیری تغییر می کنند. نرخ تغذیه به 30{6}}60٪ از مقادیر زبر کاهش می یابد، عمق برش به 0.010-0.030 اینچ کوچک می شود و سرعت برش 10-20٪ افزایش می یابد. هدف دیگر سرعت حذف مواد نیست، بلکه پرداخت سطح و دقت ابعاد است. لبه برش تازه برای تکمیل الزامی است، زیرا یک درج فرسوده مقادیر Ra خشن‌تری تولید می‌کند و دریفت ابعادی را معرفی می‌کند که می‌تواند ویژگی‌های تحمل تنگ را از مشخصات خارج کند.

ویژگی‌های جیبی، سوراخ‌های پین راهنمای، سوراخ‌های رولپلاک و جیب‌های فنری همگی از آسیاب CNC خارج می‌شوند. اما پروفیل های تعیین کننده یک قالب مهر زنی، لبه های برش، دهانه های حلزونی و خطوط پیچیده شکل دهی، یک فناوری کاملا متفاوت را می طلبد.

سیم EDM و Sinker EDM برای هندسه قالب پیچیده

سیم EDM تبدیل ابزار و مهر زنی قالب. قبل از استفاده گسترده، سازندگان قالب برای دستیابی به پروفیل‌ها و فاصله‌هایی که سیم EDM اکنون در یک تنظیم برش می‌دهد، به سنگ زنی، نصب دستی با فایل‌ها و سنگ‌ها و ساعت‌ها کار روی نیمکت تکیه می‌کردند. تصور کنید که یک دست شیفت کامل را صرف کنید-یک دهانه قالب پیچیده را برای مطابقت با مشخصات پانچ، چک کردن با آبی پروس، خراش دادن،-بازبینی مجدد. همین هندسه امروزی از یک دستگاه EDM سیمی که تلورانس های آن را نگه می دارد، بیرون می آید0.0001 اینچ یا تنگ تر، با روکش سطحی که اغلب نیازی به کار بیشتر ندارد.

درک زمان استفاده از سیم EDM در مقابل EDM سینک برای پروژه های فلزی مهر زنی کارآمد ضروری است:

در قالب‌های پرکننده یا سوراخ‌کننده معمولی، سیم EDM سهم بزرگی از کار دقیق را بر عهده دارد. دهانه‌های دکمه‌های قالب را که خطوط کلی قطعات را مشخص می‌کنند، برش می‌دهد، پروفیل‌های پانچ را از قطعات فولادی ابزار سخت شده شکل می‌دهد، و دهانه‌های تسکین دهنده راز را در زیر لبه‌های برش ایجاد می‌کند. از آنجایی که سیم به طور کامل از قطعه کار عبور می کند، هر برش ذاتاً یک پروفیل عبوری است که کاملاً با سوراخ های-گذری و منافذی که بر هندسه قالب برش غالب هستند، همسو می شود.

Sinker EDM جایگاه خود را در عملیات مهر زنی ابزار که به سطوح شکل دهی سه بعدی- نیاز دارد، به دست آورده است. یک پانچ کششی با منحنی‌های مرکب، یک درج سکه‌ای با سطوح بافت‌دار، یا یک حفره شکل با زوایای کششی و شعاع‌هایی که با سیم نمی‌توان به آنها دسترسی پیدا کرد، همگی نیاز به یک الکترود ماشینکاری سفارشی- دارند که شکل خود را در فولاد قالب فرو می‌برد. معاوضه{4}}زمان و هزینه است: هر الکترود باید CNC-تراش شده باشد (اغلب از گرافیت)، و خود الکترود در طول فرآیند فرسوده می‌شود و گاهی اوقات به چندین الکترود برای یک حفره نیاز دارد.

پرداخت سطح روی اجزای قالب به طور مستقیم بر کیفیت قطعه و طول عمر قالب تأثیر می گذارد. سطوح ناهموار باعث ایجاد اصطکاک می شود که سایش چسب را تسریع می کند، به ویژه هنگام مهر زنی ضد زنگ یا آلومینیوم. بهترین روش صنعت، مقادیر Ra کمتر از 0.2 um (تقریباً پرداخت 600 گریت) را روی سطوح قالب کار قبل از اعمال هرگونه پوشش توصیه می کند. برای لبه های برش، سیم EDM skim pass می تواند به طور مستقیم به این سطح برسد. برای شکل‌دهی سطوحی که توسط سینک EDM یا فرز CNC ماشین‌کاری شده‌اند، پرداخت یا لپ‌کردن اضافی، پایان را به محدوده هدف می‌رساند. پانچ‌ها و بخش‌های قالبی که پوشش‌های PVD را دریافت می‌کنند، به این آماده‌سازی سطح نیاز دارند، زیرا پوشش‌ها به جای پوشاندن آن، زبری زیرین را تقویت می‌کنند.

دقت به‌دست‌آمده در ماشین‌کاری صنعتی مهر زنی فلزات، محدودیت‌های سختی را در مورد بعدی ایجاد می‌کند. حتی دقیق ترین بلوک قالب D2 هنوز در حالت نرم یا متوسط ​​است، اگر مسیر ماشینکاری نرم را دنبال کنید، و دگرگونی متالورژیکی که به آن سختی کار می دهد، تغییرات ابعادی خاص خود را ایجاد می کند. مدیریت این تغییرات از طریق عملیات حرارتی کنترل شده و تکمیل{4}} پس از سخت شدن، حلقه حیاتی بعدی در زنجیره است.

فولادهای قالب را عملیات حرارتی کنید و پوشش های محافظ را اعمال کنید

بلوک قالب ماشینکاری شده که روی نیمکت شما در HRC 20 نشسته است، جزء قالب کار نمی کند. درست به نظر می رسد، اندازه گیری آن درست است، اما فاقد سختی و مقاومت در برابر سایش برای زنده ماندن حتی در چند صد ضربه فشاری است. عملیات حرارتی تبدیل متالورژیکی است که فولاد ابزار نرم و قابل ماشینکاری را به سطح کاری تبدیل می کند که قادر به تولید صدها هزار قطعه فولادی مهر شده یا آلومینیوم مهر شده بدون رانش ابعادی است.

این فرآیند در مفهوم ساده است اما در اجرا غیرقابل بخشش است. هر درجه دارای پنجره های دمایی خاص، الزامات خاموش کردن، و پروتکل های تمپرینگ است. منحرف شده و دچار ترک خوردگی، اعوجاج بیش از حد، یا سختی ناسازگار می شوید که منجر به شکست زودرس قالب می شود.

چرخه کامل عملیات حرارتی چهار مرحله را دنبال می کند:

1. کاهش استرس پس از ماشینکاری خشن- حذف تهاجمی مواد در طول آسیاب CNC باعث ایجاد تنش‌های داخلی می‌شود که می‌تواند باعث تاب برداشتن در طول آستنیته شود.کاهش استرس در حدود 1200-1250 درجه فارنهایت(زیر دمای بحرانی فولاد) این تنش‌های قفل شده-قبل از شروع دگرگونی واقعی شل می‌شود. این مرحله مخصوصاً برای اجزای قالب پیچیده یا مقاطع متقاطع نامتعادل-مهم است.
2. آستنیته (-خیساندن با حرارت زیاد)- فولاد به دمای آستنیته شدن خاص خود می رسد و به اندازه کافی در آنجا نگه داشته می شود تا ساختار کریستالی کاملاً تغییر کند. یک قانون سرانگشتی یک -نیم ساعت در هر اینچ ضخامت با حداقل 45- دقیقه است. دما در اینجا متغیر بحرانی‌تر است. هرگز از محدوده بالایی برای هیچ درجه ای تجاوز نکنید، زیرا گرمای بیش از حد باعث نتایج نامنظم از جمله سختی کم و ناپایداری ابعادی می شود.
3. خاموش کردن- فولاد تبدیل شده باید به سرعت سرد شود تا مارتنزیت، ساختار سخت اما شکننده ای که به فولاد ابزار توانایی برش را می دهد، تشکیل شود. محیط خاموش کردن درجه-خاص و غیرقابل مذاکره-است.
4. تمپرینگ (چند پاس)- فولاد خاموش شده به طرز خطرناکی شکننده است. تمپر کردن در دماهای کنترل شده استرس داخلی را کاهش می دهد و سختی را در برابر چقرمگی متعادل می کند. درجات سخت شدن هوا مانند D2 و A2 به حالت دو برابری نیاز دارند، در حالی که فولادهای با سرعت بالا مانند M2 به حالت سه گانه نیاز دارند و قسمت بین هر چرخه تا حدود 125 درجه فارنهایت خنک می شود.

چرخه های عملیات حرارتی برای درجات فولادی معمولی

هر گرید فولادی مورد استفاده در قالب های فولادی مهر زنی از دستور حرارتی خود پیروی می کند. اجرای چرخه اشتباه روی درجه اشتباه نتایج غیرقابل پیش‌بینی ایجاد می‌کند، از نقاط نرمی که زود ساییده می‌شوند تا-شکستگی که کل جزء را از بین می‌برد.

توجه داشته باشید که S7، درجه مقاوم در برابر ضربه{1}} که برای پانچ‌های شکل‌دهی سنگین استفاده می‌شود، در بخش‌های بزرگ‌تر سختی کامل ایجاد نمی‌کند مگر اینکه خاموش کردن روغن قطع شود، حتی اگر به عنوان سخت‌کننده هوا طبقه‌بندی شود. این یکی از جزئیاتی است که بدون تجربه عملیات حرارتی عمیق، مغازه ها را بالا می برد.

اعوجاج در طول عملیات حرارتی اجتناب ناپذیر است.تبدیل متالورژی همراه با انبساط حرارتیابعاد هر جزء را که از کوره عبور می کند تغییر می دهد. برای اجزای قالب با تلورانس‌های کم، این بدان معناست که نمی‌توانید قبل از عملیات حرارتی به ابعاد نهایی ماشین‌کاری کنید. روش استاندارد این است که 0.005-0.010 اینچ از سنگ زنی روی تمام سطوح بحرانی باقی بمانید، با پذیرش این که کار پایانی پس از سخت شدن همه چیز را به مشخصات خود می رساند. برای اجزای قالب مهر زنی فولاد کربنی با استفاده از O1، کوئنچ روغن اعوجاج بیشتری نسبت به کوئنچ هوای مورد استفاده برای D2 یا A2 ایجاد می‌کند، که باعث می‌شود مقدار ذخیره سخاوتمندانه حتی مهم‌تر شود.

پوشش های سطحی و پایان پس از عملیات حرارتی

با بازگرداندن اجزای قالب سخت شده از کوره، فاز تکمیلی دقت ابعادی را بازیابی می کند و عملکرد سطحی را اضافه می کند که فولاد ابزار لخت به تنهایی نمی تواند به آن دست یابد.

سنگ زنی پایان اول است. آسیاب های سطحی، سطح بلوک های قالب را به حالت صاف (معمولاً در 0.0002 اینچ) برمی گرداند، در حالی که سنگ زنی استوانه ای قطر پانچ را به ابعاد هدف باز می گرداند. چسباندن سطوح جفت‌گیری حیاتی، مانند بخش قالب-به-مفاصل مقاطع و وجه‌های رقیق‌کننده، تماس نزدیک مورد نیاز برای توزیع یکنواخت نیرو تحت بار فشار را تضمین می‌کند.

پوشش های PVD آخرین لایه عملکرد هستند. این پوشش های لایه نازک که در یک محفظه خلاء در دمای کافی پایین (حدود 200-500 درجه) اعمال می شوند تا از نرم شدن لایه{3}}حرارتی جلوگیری شود، این پوشش های لایه نازک به طور چشمگیری نحوه تعامل سطح قالب با ورق فلز را تغییر می دهند:

• قلع (نیترید تیتانیوم)- طلایی-، سختی سطح تقریباً 2400 HV. برای عملیات مهر زنی فولاد روی ذخایر ملایم و کم کربن{4}}به خوبی کار می کند. اصطکاک و سایش چسب را به‌طورکلی-تشکیل و شکل‌دهی کاهش می‌دهد.
• TiCN (کربونیترید تیتانیوم)- سختی بالاتر از TiN (تقریباً 3000 HV) با ضریب اصطکاک کمتر. انتخاب ارجح برای مهر زنی فولاد ضد زنگ و مهر زنی آلومینیوم. کاهش میل شیمیایی آن به این مواد، با سنگ‌زنی که سطوح قالب‌های بدون پوشش را از بین می‌برد، مبارزه می‌کند، به‌ویژه در 316 کاربرد مهر زنی فولاد ضد زنگ که محتوای نیکل و مولیبدن مواد آن را به‌طور استثنایی مستعد چسبندگی می‌کند.
• AlCrN (آلومینیوم کروم نیترید)- مقاومت استثنایی در برابر اکسیداسیون و پایداری حرارتی. بهترین گزینه برای-عملیات پیشرونده با سرعت بالا که در آن دمای سطح قالب در طول دوره های تولید طولانی افزایش می یابد.

انتخاب پوشش برای انتخاب سخت ترین گزینه نیست. این در مورد تطبیق خواص پوشش با مواد قطعه کار خاص شما است. قالبی که قطعات آلومینیومی مهر و موم شده را تولید می کند، بیشتر از ویژگی های ضد گالری TiCN بهره می برد، نه مقاومت حرارتی AlCrN. یک قالب فولادی کربنی با سرعت متوسط ​​با قلع استاندارد با کسری از هزینه AlCrN عملکرد عالی دارد.

یک نیاز حیاتی: سطح زیرلایه باید قبل از پوشش دهی تا 0.2 میکرومتر Ra یا بهتر پرداخت شود. پوشش های PVD معمولاً 2-5 میکرومتر ضخامت دارند. آنها به جای پر کردن یا تراز کردن آن، با توپولوژی بستر مطابقت دارند، بنابراین هرگونه علامت سنگ زنی یا بافت EDM در زیر آن تقویت می شود، نه پنهان.

با در دست داشتن اجزای سخت شده، آسیاب شده و روکش شده، شما قطعات دقیق جداگانه ای را نگه می دارید که اکنون باید به عنوان یک سیستم یکپارچه گرد هم آیند. مرحله مونتاژ، که در آن تلورانس‌ها روی هم قرار می‌گیرند، روش‌های تراز خود را ثابت می‌کنند، و فشار فنر تنظیم می‌شود، آن اجزای منفرد را به یک مجموعه قالب آماده برای پرس آزمایشی تبدیل می‌کند.

مجموعه کامل قالب را مونتاژ و تراز کنید

اکنون مجموعه ای از اجزای قالب مهر زنی سخت شده، آسیاب شده و روکش شده روی نیمکت خود دارید. هر کدام به تنهایی از نظر ابعادی دقیق هستند. چالش این است که دقت فردی دقت مونتاژ را تضمین نمی کند. وقتی بیست یا چند قطعه را به هم می‌پیچید، هر نوار تلورانس روی هم قرار می‌گیرد و نتیجه تجمعی تعیین می‌کند که آیا لبه‌های پانچ شما با سوراخ‌های قالب مطابق با فاصله‌ای که طراحی کرده‌اید، قرار می‌گیرند یا به سمت ناهماهنگی سوق می‌یابند که در اولین ضربه ضایعات تولید می‌کند.

این مرحله مونتاژ جایی است که متخصصان باتجربه و ابزارهای فلزی خود را از مغازه‌هایی که صرفاً قطعات ماشین‌کاری می‌کنند جدا می‌کنند. این فرآیند مستلزم توالی سیستماتیک، اندازه گیری دقیق در هر مرحله و تکنیک هایی است که واقعیت را جبران کند.پشته تحمل-در چندین مؤلفه بالا می‌رود. حتی زمانی که هر قطعه جداگانه در محدوده مشخصات باشد، اگر روش‌های مونتاژ آن را در نظر نگیرند، تغییرات ترکیبی می‌تواند از محدودیت‌های عملکردی فراتر رود.

روش‌های تراز کردن مؤلفه‌ها و پشته تحمل-بالا

پنج جزء مهر زنی را تصور کنید که بین کفشک قالب و سطح قالب انباشته شده اند و هر کدام دارای تحمل موقعیت مثبت یا منفی 0.01 میلی متر هستند. در بدترین سناریوی{2}}مورد، آن تغییرات کوچک به 0.05 میلی متر تغییر موقعیت در لبه برش جمع می شود. این برای ایجاد فرزهای ناهموار، تسریع ساییدگی پانچ در یک طرف یا باعث کشیدن شلاق کافی است.

کنترل این پشته{0}}به دو استراتژی اصلی متکی است:

• آسیاب کردن-- به جای اینکه هر صفحه را به طور مستقل تا یک بعد مطلق ماشین کاری کنید، سطوح جفت را با هم یا در مجموعه های همسان آسیاب می کنید. این تضمین می‌کند که رابط بین دو مؤلفه بدون در نظر گرفتن جایی که هر قسمت در محدوده تلورانس فردی خود قرار گرفته است، شکاف نزدیک به-صفر دارد. بخش‌های قالبی که یک خط جدایی مشترک دارند، به‌عنوان یک مجموعه زمین می‌گیرند و همسطحی بودن را تضمین می‌کنند که آسیاب مستقل نمی‌تواند آن را نوید دهد.
• اتصالات انتخابی- بعد از عملیات حرارتی و تکمیل، ابعاد واقعی اجزا را اندازه‌گیری کنید، سپس قطعات را به صورت استراتژیک جفت کنید. سوراخ صفحه پانچ که کمی به سمت انتهای بالای تحمل اندازه گیری می شود با یک ساق پانچ در انتهای پایین جفت می شود و تناسب مونتاژ شده را در فاصله هدف حفظ می کند. این روش قابلیت تعویض را با دقت مبادله می‌کند، که معامله درستی در قالب‌ها و برنامه‌های مهر زنی است که در آن عملکرد بیش از بخشی از راحتی تعویض اهمیت دارد.

سه عنصر ساختاری، پانچ-تا-هم ترازی زیر بارهای دینامیکی یک پرس در حال اجرا را حفظ می‌کنند:

• پست های راهنما و بوشینگ ها- پایه‌های زمینی دقیق- که در کفشک پایینی فشرده شده‌اند، بوش‌های سخت شده را در کفشک بالایی درگیر می‌کنند. مجموعه‌های پایه هدایت شونده بلبرینگ{3}}هم ترازی را در 0.005 میلی‌متر یا بهتر نگه می‌دارند و از جابجایی جانبی حتی با بالا رفتن تناژ جلوگیری می‌کنند. برای مجموعه‌های قالب و مهر زنی که با سرعت بالا کار می‌کنند،-قفس‌های توپی از قبل بارگذاری‌شده-بازی را که بوش‌های برنزی ساده اجازه می‌دهند، از بین می‌برند.
• بلوک های پاشنه- بلوک‌های فولادی سخت شده که به لبه‌های کفش قالب زده شده‌اند، نیروهای جانبی ایجاد شده در طول عملیات برش و شکل‌دهی را جذب می‌کنند. بدون بلوک‌های پاشنه، بارگذاری جانبی- ناشی از برش‌های زاویه‌دار یا طرح‌بندی نوار نامتقارن، کفش بالایی را به طرفی در برابر پایه‌های راهنما فشار می‌دهد، و به مرور زمان سایش بوش را تسریع می‌کند و تراز را کاهش می‌دهد.
• پین رولپلاک- رولپلاک‌های دقیق موقعیت هر جزء را نسبت به صفحه‌ای که در آن نصب می‌شود قفل می‌کنند. هنگامی که یک قسمت قالب قرار گرفت، دو پین رولپلاک آن را در برابر چرخش و رانش جانبی ثابت می‌کنند، بنابراین با برداشتن و نصب مجدد بخش برای تیز کردن، هر بار آن را به همان مکان برمی‌گرداند.

طراحی استریپر و محاسبات فشار فنر

صفحه استریپر عملکرد بسیار مهمی را در هر ابزار مهر زنی و مجموعه قالب ایفا می کند. این ماده ورق را در هنگام برش روی سطح قالب صاف نگه می‌دارد، از بلند شدن نوار با ضربه‌های ضربه برگشتی جلوگیری می‌کند و منگنه‌های کوچک‌تری را هدایت می‌کند که در غیر این صورت تحت بار منحرف می‌شوند. نیروی برش کم حجم باعث می شود که مواد به منگنه ها بچسبد و ضربه شدیدی ایجاد کند که به اجزا آسیب می رساند و تغییرات ابعادی در قطعات شما ایجاد می کند. نیروی بیش از حد، تناژ فشار را کاهش می دهد و خستگی بهاره را تسریع می کند.

محاسبه نیروی سلب مورد نیاز با شروع می شودخود نیروی برش:

• نیروی برش= محیط برش x ضخامت مواد x مقاومت برشی
• نیروی سلب= 10% تا 20% نیروی برش
• طراحی نیروی سلب= نیروی سلب × ضریب ایمنی 1.3 (حداقل)

برای ابزارهای مرحله ای و قالب های پیشرونده که از استریپر به عنوان سطح گیره در هنگام شکل دهی نیز استفاده می کنند، نیروی محاسبه شده برای گیره در حین برش را دو برابر و برای گیره در حین شکل دهی سه برابر کنید. این تضمین می‌کند که در حین انجام کار، نوار نمی‌تواند به صورت جانبی جابجا شود، که یکی از رایج‌ترین منابع تغییرات ابعادی در عملیات‌های پیچیده پیشرونده ابزار و قالب‌بندی است.

انتخاب فنر از نیروی مورد نیاز است:

• چشمه های گاز نیتروژن- دو تا سه برابر نیروی یک فنر سیم پیچ در همان ردپا وارد کنید. آنها نیروی ثابت تری را در طول ضربه خود حفظ می کنند و در سرعت های بیش از 600 ضربه در دقیقه قابل اعتماد هستند. برای قالب های پیشرونده تولید که در آن فشار گیره ثابت مستقیماً بر کیفیت قطعه تأثیر می گذارد ترجیح داده می شود.
• فنرهای سیم پیچ مکانیکی- هزینه کمتر و نگهداری ساده تر. مناسب برای برنامه‌های با حجم کمتر-و قالب‌ها که محدودیت‌های فضا حداقل است. نرخ فنری را انتخاب کنید که نیروی خلع کامل را در مسیر انحراف موجود ایجاد کند.

با تعیین استراتژی هم ترازی و محاسبه نیروی فنر، مونتاژ فیزیکی از دنباله خاصی پیروی می کند. پرش به جلو یا پرش از مراحل مشکلاتی را ایجاد می کند که در کل ساختن موج می زند.

1. همه کفش‌های قالب را بررسی کرده و سوراخ کنید، مطمئن شوید که سطوح نصب در 0.0002 اینچ مسطح هستند و از بالا به پایین موازی هستند.
2. پایه های راهنما را به کفشک پایین فشار دهید (یا مجموعه های پایه هدایت شونده را نصب کنید)، عمود بودن روی سطح کفش را تأیید کنید.
3. بلوک‌های پاشنه را نصب کنید و با پیچ‌های درپوش سر که مطابق مشخصات گشتاور شده‌اند محکم کنید.
4. بخش‌های قالب را با استفاده از پین‌های رولپلاک برای مکان، در کفشک پایینی نصب کنید، سپس با پیچ‌های درپوش سر سوکت آن را ببندید. موقعیت‌های لبه{1} را نسبت به مراکز پست راهنمایی تأیید کنید.
5. صفحه استریپر را با فنرها در ارتفاع پیش بارگیری محاسبه شده روی کفشک بالایی نصب کنید. تأیید کنید که سفر رایگان با سکته مغزی لازم مطابقت دارد.
6. پانچ ها را در صفحه پانچ نصب کنید و هر ساقه را کاملاً روی صفحه پشتیبان قرار دهید. بررسی کنید که نوک پانچ فاصله صحیح را تا زیر صفحه استریپر کشیده شود.
7. کفش فوقانی را روی پایه های راهنما جمع کنید و مجموعه را پایین بیاورید تا ورود پانچ به دهانه قالب را بررسی کنید. با استفاده از سنج های حسگر یا با بررسی شکاف نور، فاصله یکنواخت را در اطراف تمام لبه های برش بررسی کنید.
8. گشتاور نهایی را بر روی همه بست ها به صورت متقابل-به ترتیب الگو اعمال کنید، ابعاد بحرانی را دوباره-بررسی کنید، و ارتفاع بسته شدن مونتاژ شده را برای تنظیم پرس ثبت کنید.

آخرین بررسی ابعادی قبل از خروج قالب از نیمکت، بیمه نامه شماست. هرگونه ناهماهنگی در اینجا در عرض چند دقیقه با یک شیم یا یک سطح مجدد تصحیح می شود. همان ناهماهنگی که در طول آزمایش کشف شد، ساعت‌ها زمان پرس، جداسازی قطعات و کار مجدد را هزینه می‌کند. با مجموعه قالب کاملاً مونتاژ و تأیید شده روی نیمکت، برای آزمایش پرس آماده است که در آن قطعات مهر شده نشان می‌دهند که آیا طراحی، ماشین‌کاری و تصمیمات مونتاژ شما واقعاً نتایج منطبق بر شرایط پرس واقعی ایجاد می‌کند یا خیر.

اجرای Die Tryouts و Debug تا زمانی که Parts Meet Spec

قالب شما مونتاژ می شود، روی نیمکت بررسی می شود و برای چاپ اندازه گیری می شود. همه چیز بررسی می شود. پس چرا اکثر قالب‌های جدید هنوز در اولین ضربه قادر به تولید قطعات منطبق نیستند؟ زیرا قالب مهر زنی به صورت مجزا عمل نمی کند. در داخل یک پرس، با مواد واقعی که دارای تنوع خاصیت هستند، تحت بارهای دینامیکی و سرعت هایی که هیچ بازرسی نیمکتی نمی تواند تکرار کند، عمل می کند. مرحله آزمایش جایی است که شما درمی یابید که قالب شما در شرایط مهر زنی واقعاً چگونه عمل می کند و به طور سیستماتیک هر شکافی بین هدف طراحی و واقعیت فیزیکی را می بندید.

برای هر تصمیمی که در طول طراحی، انتخاب مواد، ماشین‌کاری و مونتاژ می‌گیرید، آزمون نهایی را امتحان کنید. خبر خوب: یک رویکرد ساختاریافته برای ارزیابی ضربه اول-و تصحیح تکراری، به جای هفته‌ها حدس و گمان خسته‌کننده، اکثر موارد را در چند تکرار مشخص می‌کند.

راه اندازی برای اولین بازدید

آزمایش Die با انتخاب مطبوعات و تنظیم شروع می شود. پرس مهر در این زمینه چیست؟ این دستگاهی است که نیروی کنترل شده ای را از طریق یک ضربه خطی دقیق وارد می کند و نیمه های قالب را با تناژ کافی برای برش و تشکیل ورق فلز به هم می بندد. پرس مهر زنی به طور خاص در حین آزمایش چگونه کار می کند؟ رم را روی سرعت خزیدن (معمولاً 10-20٪ نرخ تولید) تنظیم می کنید، ارتفاع بسته را بر اساس بعد ثبت شده در هنگام مونتاژ تعیین می کنید، و تأیید می کنید که قالب با فشار یکنواخت گیره به طور مربع در تکیه گاه قرار می گیرد.

به سه دلیل، اولین ضربه ها همیشه باید با سرعت کم اجرا شوند:

• سرعت آهسته تر به شما زمان می دهد تا مشکلات را بشنوید و ببینید قبل از اینکه باعث آسیب شوند. ضربه زدن به قسمتی از قالب نادرست{1}}با سرعت کامل می تواند ابزار را از بین ببرد. در سرعت خزیدن، تداخل را احساس می کنید و می توانید فشار را متوقف کنید.
• ایزوله های با سرعت کاهش یافته عملکرد خود را از اثرات اینرسی کاهش می دهند. در سرعت تولید، دینامیک نوار، جهش استریپر و پاسخ فنر نیتروژن همه تغییر می کند. آزمایش با سرعت کم تأیید می کند که قالب قبل از معرفی متغیرهای پویا به صورت هندسی کار می کند.
• می توانید با خیال راحت از مواد تأیید نرم استفاده کنید. اجرای سیم سربی، خاک رس مدل سازی یا استوک نرم آلومینیومی از میان قالب با سرعت کم به شما امکان می دهد تا ارتفاع بسته، الگوهای فاصله، و اعماق شکل گیری را بدون خطر فولاد ابزار سخت شده بررسی کنید.

یک نوار کوتاه از مواد درجه تولید- (آلیاژ یکسان، ضخامت یکسان، مزاج یکسان) را از طریق قالب برای اولین قطعات نمونه خود تغذیه کنید. هرگز با ضایعات تصادفی امتحان نکنید. خواص مواد به طور مستقیم بر هر جنبه ای از فرآیند مهر زنی تأثیر می گذارد، از نیروی برش و تشکیل سوراخ تا برگشت فنری و رفتار کشیدن. استفاده از مواد متفاوت از مشخصات تولید تضمین می کند که اصلاحات اشکال زدایی شما اشتباه خواهد بود.

اول-بازرسی و تشخیص عیب رایج را بزنید

اولین قطعات نمونه خود را بکشید و آنها را به طور سیستماتیک بررسی کنید. ارتفاع سوراخ را با میکرومتر یا سنج سوراخ اندازه گیری کنید. ویژگی را بررسی کنید-تا-ابعاد در برابر چاپ قطعه مشخص شود. سطوح تشکیل شده را از نظر شکاف، چین و چروک و علامت گذاری سطح بررسی کنید. لبه‌های سمت چپ-در مقابل-راست و جلو-در مقابل-را برای تقارن مقایسه کنید.

ارتفاع حفره بهترین شاخص شما برای دقت خلاصی است. یک لبه تمیز-بریده شده با حداقل فرز (معمولاً کمتر از 10٪ ضخامت مواد) به شما می‌گوید که فاصله پانچ-به-درخت صحیح است. فرز بیش از حد در یک طرف یک ویژگی نشان دهنده فاصله ناهموار است، که معمولاً به جای خالی طراحی نادرست، به ناهماهنگی پانچ، جابجایی بخش قالب یا فشار دادن شیب رم باز می گردد.

در اینجا یک چارچوب تشخیصی برای رایج‌ترین نقص‌هایی که در آزمایش مهر زنی دقیق با قالب‌ها با آن مواجه خواهید شد، آمده است:

نمونه‌ای از تشخیص خرابی مهر زدن در عمل: شما بخشی را از یک قالب پیشرونده می‌کشید و فقط در سمت راست یک ویژگی خالی متوجه سوراخ‌های سنگین می‌شوید. اولین غریزه شما ممکن است تیز کردن مجدد- باشد، اما وضوح یکنواخت در لبه برش این امر را منتفی می‌کند. علت واقعی اغلب جابجایی 0.01-0.02 میلی متری پانچ نسبت به دهانه قالب است. تأیید این موضوع با یک برش آزمایشی از سرب نرم، عمق برداشت ناهموار در طرف‌های مقابل را تأیید می‌کند. راه حل این است که صفحه پانچ را براق می کند یا تراز پست راهنما را اصلاح می کند، نه اینکه یک لبه هنوز تیز را دوباره سنگ زنی کند.

تنظیمات تکراری و بهینه سازی زمان

هیچ کس نباید انتظار داشته باشد که یک قالب جدید پس از یک چرخه تصحیح به خوبی اجرا شود. فرآیند مهر زنی شامل متغیرهای تعاملی بسیار زیادی برای یک-کمال عکس است. سازندگان باتجربه قالب برای سه تا پنج تکرار آزمایشی بر روی یک قالب تولیدی معمولی و بیشتر در مورد ابزارهای پیچیده پیشرفته برنامه ریزی می کنند.

هر تکرار از همان حلقه پیروی می کند:

1. قطعات نمونه را اجرا کنید (حداقل 20-30 قطعه برای مشاهده تنوع، نه فقط یک ضربه).
2. اندازه گیری ابعاد بحرانی و ثبت نتایج در برگه داده.
3. بزرگترین انحراف از مشخصات را شناسایی کنید.
4. با استفاده از چارچوب نقص بالا، علت اصلی را تشخیص دهید.
5. هر بار یک تصحیح را اجرا کنید، سپس نمونه‌ها را مجدداً-اجرا کنید تا بدون ایجاد مشکلات جدید، تأیید کنید که رفع مشکل انجام شده است.

نکته آخر بسیار مهم است. تغییر چندین متغیر به طور همزمان باعث می شود که بدانیم چه چیزی کمک کرده و چه چیزی آسیب می زند. این رویکرد منضبط منعکس کننده چه چیزی استکارشناسان مهر زنی توصیه می کنند: درک نحوه تعامل متغیرهای فرآیند و اتخاذ رویکردی سیستماتیک و مبتنی بر داده به جای ایجاد چندین تغییر در یک زمان و امید به بهترین.

تنظیمات تکراری متداول در طول اشکال زدایی پیشرونده عبارتند از:

• مشت های پرتاب کننده- برای تنظیم عمق برش و حفظ زمان بندی مناسب قالب پس از تیز کردن، اضافه کردن یا برداشتن قلاب زیر نگهدارنده پانچ. همانطور که رویه صنعت تایید می کند، همیشه مقدار دقیق مواد حذف شده در حین آسیاب را ثبت کنید و یک شیم معادل آن را زیر نگهدارنده پانچ قرار دهید. هرگز قبل از ترکیب کردن در یک شیم جایگزین با همان ضخامت، از سه شیم تجاوز نکنید.
• تنظیم زمان در قالب های پیشرونده- اطمینان حاصل شود که بره‌زن‌ها قبل از درگیر شدن مشت‌ها با نوار تماس می‌گیرند و تا زمانی که مشت‌ها به طور کامل جمع شوند، در تماس باقی می‌مانند. برای جلوگیری از بلند کردن نوارها و ثبت نام اشتباه بین ایستگاه‌ها،-مسافرت سیستم فشاری همیشه باید از مسافت کاری{3}}تجاوز کند.
• اصلاح مهره های قرعه کشی- تغییر ارتفاع، شعاع یا موقعیت مهره برای کنترل جریان مواد در حفره‌های کششی. مهره های بالاتر نیروی بازدارنده را افزایش می دهند. مهره های پایین تر اجازه می دهند مواد آزادانه تر جریان یابد.
• تغییر فشار فنر نیتروژن- تنظیم پیش‌بار فنر گازی برای تغییر نیروی نگه‌داشتن-. با مقادیر محاسبه شده شروع کنید و-بر اساس کیفیت واقعی قطعه تنظیم کنید.

یکی از سناریوهای مهر زنی که اثر آبشاری را نشان می‌دهد: یک تصحیح به ظاهر ساده مانند چرخاندن نگهدارنده پانچ برای بازگرداندن زمان پس از تیز کردن، اگر نادیده گرفته شود، فرد راه‌انداز را مجبور می‌کند تا ارتفاع بسته را برای دستیابی به برش کامل کاهش دهد. این ارتفاع بسته کمتر باعث می‌شود که ایستگاه‌های تشکیل‌دهنده بیش از حد عمیق باشند و تناژ زیادی ایجاد کند که می‌تواند به قالب یا پرس آسیب برساند. مانیتور تناژ حرکت می‌کند، کسی محدودیت‌های هشدار را بالا می‌برد، و قالب در حال حاضر در شرایط بدی کار می‌کند که عمر آن را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهد. همه به این دلیل که یک شیم از دست رفته است.

دو تکنیک تأیید به شما کمک می کند بدون خطر ابزارهای گران قیمت، اشکال زدایی کنید:

• سطوح کبود شده-- یک لایه نازک از آبی پروس (رنگ طرح) را روی سطوح قالب یا پانچ بزنید، سپس قالب را روی یک تکه ماده یا مستقیماً (برای سطوح غیر{1}}برش) ببندید. الگوی تماس آشکار شده توسط انتقال آبی نشان می دهد که قالب دقیقاً کجا تماس می گیرد و کجا شکاف ها وجود دارد. از این برای تأیید تناسب سطح شکل‌دهی، یکنواختی تماس با چهره بره‌زن و کشیدن الگوهای درگیری پد استفاده کنید.
• تست برداشت مواد نرم- سیم سربی، خاک رس مدل سازی، یا آلومینیوم نرم را با سرعت کم از داخل قالب عبور دهید. مواد فشرده شده ارتفاع بسته را در هر ایستگاه نشان می دهد، و به شما نشان می دهد که دقیقا چقدر فاصله کاری بین اجزای بالایی و پایینی وجود دارد. این تکنیک برای تأیید اینکه همه ایستگاه‌ها در قالب پیشرونده به طور همزمان به عمق مناسب می‌رسند، بدون اینکه هیچ ایستگاهی زودتر از موعد پایین بیاید یا به طور کامل شکل نگیرد، بسیار ارزشمند است.

مهر زنی فلزی با دقت بالا ایجاب می کند که نتایج آزمایشی شما نه تنها انطباق- تک قطعه بلکه تکرارپذیری ثابت را نشان دهد. دنباله ای از پنجاه قسمت یا بیشتر را پس از اصلاحات نهایی اجرا کنید و بررسی کنید که ابعاد بدون دریفت ثابت می مانند. انحراف ابعاد در طول کوتاه مدت، یک مشکل حرارتی، سایش یا تراز را نشان می دهد که تنها در سرعت و حجم تولید بدتر می شود.

مرحله آزمایش زمانی به پایان می رسد که قطعات شما به طور مداوم با ابعاد چاپ مطابقت داشته باشند، کیفیت سطح از بازرسی بصری و لمسی عبور کند، و ارتفاع سوراخ ها در تمام ایستگاه های برش مطابق با مشخصات باشد. در آن نقطه، قالب برای هندسه مورد نظر خود تأیید می شود. با این حال، انتقال به تولید پایدار مجموعه جدیدی از الزامات را معرفی می‌کند: حسگرها، بهینه‌سازی سرعت، مستندسازی و برنامه‌ریزی تعمیر و نگهداری که عملکرد قالب را در صدها هزار چرخه با کیفیت آزمایش حفظ می‌کند.

مقیاس از ابزار معتبر تا تولید-نتایج آماده

یک قالب که آزمایش را پشت سر می گذارد، قطعات منطبق با سرعت آهسته را در فواصل کوتاه تولید می کند. یک قالب آماده-تولید همان کار را با سرعت چرخه کامل، شیفت پس از شیفت انجام می‌دهد، در حالی که بر مشکلات نظارت می‌کند و هر نقطه بازرسی کیفیت را در طول مسیر مستند می‌کند. شکاف بین این دو کشور جایی است که بسیاری از تیم ها کار انجام شده را دست کم می گیرند.

پر کردن این شکاف به معنای افزودن هوش، سرعت و نظم به ابزارهایی است که قبلاً از نظر هندسی درست هستند. در اینجا چیزی است که وقتی یک قالب مهر زنی فلزی معتبر را به تولید پایدار منتقل می کنید، تغییر می کند.

سنسورها، بهینه سازی سرعت و برنامه ریزی تعمیر و نگهداری

در طول آزمایش، شما هر ضربه را تماشا کردید. در تولید، قالب برای ساعت ها بدون مراقبت کار می کند. حسگرها جایگزین چشم و گوش شما می شوند:

• آشکارسازهای تغذیه نادرست- حسگرهای مجاورتی یا فوتوالکتریک تأیید می‌کنند که نوار قبل از ضربه زدن به فشار، گام صحیح را ارتقا داده است. یک وضعیت-کوتاه تغذیه، ضربه‌ای را به ناحیه‌ای که از قبل سوراخ شده-می‌فرستد و فوراً به ابزار آسیب می‌زند.
• سنسورهای حلزونی- تشخیص دهید که آیا راب ها پس از هر ضربه در حال باز کردن دهانه قالب هستند یا خیر. یک حلزون نگهدارنده در زیر قسمت خالی بعدی قرار می گیرد و می تواند یک بخش قالب را ترک کند یا یک قطعه معیوب ایجاد کند.
• مانیتورهای تناژ- امضاهای نیرو را در هر ضربه اندازه گیری کنید. افزایش تدریجی نشانگر کدر شدن لبه است. یک سنبله ناگهانی نشان دهنده یک ضربه-دوباره، تغذیه نادرست یا مواد خارجی در قالب است.
• حسگرها را- جدا کنید- اطمینان حاصل کنید که قطعات مهر زنی فلزی تمام شده قبل از چرخه بعدی به طور تمیز خارج می شوند و از خرابی قالب در ابزارسازی پیشرونده جلوگیری می کند.

با نصب حسگرها، سرعت چرخه را به صورت تدریجی افزایش می دهید. از 60 تا 70 درصد ضربات هدف در دقیقه شروع کنید و بررسی کنید که دینامیک نوار، زمان‌بندی استریپ و بیرون‌زدن قطعه، همگی مانند هنگام آزمایش عمل می‌کنند. مهر زنی با حجم بالا باعث ایجاد اثرات اینرسی می شود که نحوه بلند شدن نوار، نحوه واکنش فنرهای نیتروژن و نحوه حرکت راب ها از طریق دهانه قالب را تغییر می دهد. سرعت را با افزایش 10٪ افزایش دهید تا زمانی که بدون انحراف کیفیت یا نقص سنسور به میزان هدف برسید.

زمان‌بندی تعمیر و نگهداری، دستاوردهای عمر قالبی را که برای آن طراحی کرده‌اید، قفل می‌کند. فواصل خرد کردن مجدد را بر اساس داده‌های آزمایشی تعیین کنید: اگر ارتفاع سوراخ‌ها در حین اعتبارسنجی به آستانه رد شدن در 80000 ضربه رسید، به عنوان یک اقدام پیشگیرانه، تیز کردن را در 70،000 برنامه‌ریزی کنید. فواصل تعویض فنر، نقاط روغن کاری و ایست های بازرسی را مستند کنید.برنامه های تعمیر و نگهداری ساختاریافته برای تجهیزات پرس و مهر زنینشان داده شده است که عمر ابزار را تا 50٪ افزایش می دهد و زمان خرابی برنامه ریزی نشده را 30-45٪ در مقایسه با روش های واکنشی کاهش می دهد.

اعتبار سنجی تولید و ایست های بازرسی کیفیت

مهر زنی فلزات صنعتی برای صنایع تحت نظارت به چیزی بیش از قطعاتی نیاز دارد که درست به نظر می رسند. شما به شواهد آماری نیاز دارید که نشان دهد فرآیند شما قطعات مهر زنی ورق فلزی منطبق را به طور مداوم و قابل پیش بینی تولید می کند.

مطالعات قابلیت فرآیند این اثبات را کمیت می کند. شاخص Cpk میزان تمرکز خروجی فرآیند شما را در باند تلورانس اندازه گیری می کند.معمولاً یک مقدار Cpk بیشتر از 1.33 مورد نیاز است، مربوط به نرخ نقص زیر 64 قسمت در میلیون است. دستیابی به این عدد به معنای اجرای حداقل حجم نمونه (معمولا 30-50 قسمت متوالی از یک فرآیند پایدار) و انجام تجزیه و تحلیل ابعادی بر روی هر ویژگی حیاتی است.

برای برنامه‌های مهر زنی خودرو، فرآیند تأیید بخش تولید (PPAP) این الزامات را در یک بسته ارسال ساختاریافته رسمی می‌کند. اسناد PPAP معمولاً شامل موارد زیر است:

• اولین-گزارش های بازرسی مقاله با نقاشی های بادکنکی
• نمودارهای جریان فرآیند و برنامه های کنترل
• تجزیه و تحلیل سیستم اندازه گیری (Gage R&R) که قابلیت تجهیزات بازرسی را تأیید می کند
• مطالعات قابلیت (Cpk) در ابعاد بحرانی
• گواهینامه های مواد به تعداد زیادی کویل مشخص می شود
• FMEA (تحلیل حالت شکست و اثرات) فرآیند مهر زنی را پوشش می دهد

برنامه‌های هوافضا نیازمندی‌های خاص خود را اضافه می‌کنند و اغلب ردیابی کامل از گرمای مواد خام را از طریق سریال‌سازی قطعات نهایی می‌طلبند. موضوع مشترک در تمام صنایع تحت نظارت این است که قالب مهر زنی فلزی سفارشی شما باید قطعاتی را در یک فرآیند معتبر، مستند و قابل تکرار تولید کند، نه اینکه فقط یک بررسی بصری در پایان اجرا انجام دهد.

OEM های خودرو و تامین کنندگان ردیف-1 به جای اینکه مرتب سازی خط پایانی-بر اساس-پیشگیری باشد، انتظار دارند. مهر زنی خودرو درجه صادرات و فرآیندهای ساخته شده در اطراف آنها معمولاً هنگام کار تحت کنترل های فرآیندی و نظم و انضباط تعمیر و نگهداری، به نرخ عیب در محدوده 50-200 PPM دست می یابند.

چه زمانی با یک سازنده باتجربه شریک شوید

شما اکنون گردش کار کامل را از ترسیم بخش تا اعتبار سنجی تولید درک می کنید. واقعیت عملی اینجاست: اکثر تولیدکنندگان از شراکت با یک فروشگاه قالب تخصصی برای ابزارهای تولید سود می برند، به ویژه برای قالب های پیچیده پیشرونده یا برنامه های ماشین زنی با حجم بالا که هزینه آزمایش-و{3}}در شش رقم اندازه گیری می شود.

ساختن یک نمونه اولیه قالب تک ایستگاهی-در فروشگاه خودتان اصول اولیه را به شما می آموزد. مقیاس بندی به یک قالب پیش رونده 20 ایستگاهی که با سرعت 400 ضربه در دقیقه در یک خط خودرو کار می کند، دسته متفاوتی از چالش هاست، چالشی که نیازمند تجهیزات تخصصی، دانش عمیق فرآیند و سال ها تجربه تکراری در رفع اشکال انواع مشکلاتی است که این مقاله توضیح می دهد.

تصمیم برون سپاری یک شکست نیست. تخصیص ریسک است. یک سازنده قالب اختصاصی سرمایه‌گذاری خود را در نرم‌افزار شبیه‌سازی، مراکز ماشین‌کاری دقیق، پرس‌های آزمایشی و ابزارسازان مجرب در صدها پروژه مستهلک می‌کند. شما از آن قابلیت متمرکز بدون حمل سربار بهره می برید.

برای تولیدکنندگان، مدیران منابع و مهندسان ابزارآلات آماده حرکت از درک فرآیند ساخت قالب به درخواست قیمت در ابزار تولید،خدمات قالب مهر زنی YICHENاز جریان کار کامل، از تحلیل امکان‌سنجی و شبیه‌سازی CAE تا ماشین‌کاری دقیق، اجرای آزمایشی و بازرسی نهایی پشتیبانی می‌کند. این قابلیت-به-پایان دادن، خطر هماهنگی تقسیم کار بین چندین فروشنده را از بین می‌برد.

معیارهای کلیدی برای ارزیابی شریک ساخت قالب:{{1}قابلیت شبیه‌سازی CAE داخلی و قابلیت تحلیل امکان‌سنجی، ماشین‌کاری کامل CNC و ظرفیت سیم EDM، پرس‌های آزمایشی اختصاصی برای اعتبارسنجی قبل از ارسال، تجهیزات بازرسی نوری CMM و برای تأیید ابعاد، گواهی‌های سیستم کیفیت (ISO 901 حداقل برنامه ISO, 901 ISO 901) نگهداری مستند و پشتیبانی از تغییرات مهندسی در طول عمر تولید قالب.

چه شما قالب بعدی خود را کاملاً در خانه بسازید یا با یک متخصص برای تولید{1}}ابزارهای درجه یک شریک شوید، دانش این راهنما واژگان، چارچوب های تصمیم گیری و معیارهای فنی را در اختیار شما قرار می دهد تا فرآیند را با اطمینان مدیریت کنید. هر مرحله، از انتخاب نوع قالب مناسب از طریق عملیات حرارتی، مونتاژ، آزمایش و اعتبار سنجی تولید، از یک زنجیره منطقی پیروی می کند که در آن تصمیمات آگاهانه در هر مرحله به قالبی تبدیل می شود که در اولین آزمایش با مشخصات فنی مواجه می شود و در طول عمر برنامه به آن ادامه می دهد.

سوالات متداول در مورد ساخت قالب مهر زنی فلز

1. هزینه ساخت قالب مهر زنی فلزی چقدر است؟

هزینه های قالب بندی فلز بر اساس پیچیدگی بسیار متفاوت است. قالب‌های ایستگاهی ساده برای نمونه‌سازی ممکن است چند هزار دلار هزینه داشته باشد، در حالی که قالب‌های پیچیده پیشرفته برای تولید خودرو معمولاً به 100000 تا 500000 دلار آمریکا نیاز دارند. محرک های هزینه کلیدی شامل تعداد ایستگاه ها، انتخاب مواد (D2 در مقابل درج های کاربید)، الزامات تحمل، و اینکه آیا شبیه سازی CAE و تکرارهای آزمایشی متعدد مورد نیاز است یا خیر. همکاری با یک سازنده قالب باتجربه مانند YICHEN می تواند به کنترل هزینه ها از طریق تحلیل امکان سنجی اولیه و طراحی بهینه قبل از انجام ماشینکاری کمک کند.

2. بهترین فولاد ابزار برای قالب زنی چیست؟

بهترین فولاد ابزار واحد وجود ندارد زیرا هر جزء قالب با تنش های متفاوتی مواجه است. D2 (HRC 58-62) وسیله‌ای برای پر کردن عمومی با مقاومت سایشی عالی است. A2 چقرمگی بهتری را برای شکل دادن منگنه هایی که ضربه را جذب می کنند ارائه می دهد. S7 عملیات ضربه سنگین{11}}روی انبار ضخیم را انجام می دهد. M2 سختی را در سرعت های بالا در ایستگاه های قالب پیشرونده حفظ می کند. درج‌های کاربید به برنامه‌های{12}}با حجم بالا و بیش از میلیون‌ها بازدید ارائه می‌شوند. انتخاب مناسب به مواد قطعه کار، حجم تولید و فواصل قابل قبول مجدد آسیاب بستگی دارد.

3. پانچ صحیح-برای-ترخیص قالب برای مهر زنی ورق فلزی چیست؟

فاصله پانچ-به-به عنوان درصدی از ضخامت ماده در هر طرف بیان می‌شود و بر اساس نوع ورق فلزی متفاوت است. فولاد ملایم به 8-12% فاصله در هر طرف، فولاد ضد زنگ به 10-15% به دلیل سخت شدن کار نیاز دارد، و آلومینیوم و برنج در 5-8% بهترین عملکرد را دارند. دویدن به سمت انتهای بالاتر این محدوده ها، فشار ابزار را کاهش می دهد و عمر قالب را افزایش می دهد، اگرچه ممکن است ارتفاع سوراخ را کمی افزایش دهد. برای تأیید دقیق تنظیمات ترخیص، همیشه از مواد درجه تولید در طول آزمایش استفاده کنید.

4. یک قالب مهر زنی می تواند قبل از نیاز به تعمیر چند قطعه تولید کند؟

عمر قالب بین دوباره سنگ زنی به درجه فولاد ابزار، مواد قطعه کار و پوشش های سطح بستگی دارد. یک فولاد ملایم پانچ D2 معمولاً 100000-150000 ضربه را قبل از اینکه سیگنال‌های ارتفاع سوراخ‌ها دوباره سنگ‌زنی می‌کنند، ارسال می‌کند. همان فولاد ضد زنگ برش پانچ به 30000-50000 ضربه کاهش می یابد. پوشش های PVD به طور چشمگیری این فواصل را افزایش می دهند. ابزارهای روکش شده TiCN{16}}که فولاد پر استحکام را مهر زنی می‌کنند، بیش از 1.2 میلیون قطعه در مقابل 50000 قطعه برای جایگزین‌های روکش کروم تولید کرده‌اند. فولادهای ابزار متالورژی پودری می توانند عمر خود را از 5000 تا 7000 چرخه به بیش از 40000 چرخه در مقایسه با D2 معمولی افزایش دهند.

5. تفاوت بین قالب پیشرونده و قالب ترکیبی چیست؟

یک قالب ترکیبی چندین عملیات برش (مانند سوراخ کردن و سوراخ کردن) را به طور همزمان در یک فشار فشار انجام می‌دهد و قطعات صافی را با قابلیت‌های سخت-تا-تلرانس تولید می‌کند. یک قالب پیشرونده مواد نوار را از طریق مجموعه‌ای از ایستگاه‌ها تغذیه می‌کند که هر کدام یک یا دو عملیات را انجام می‌دهند و با هر ضربه با سرعت بالا یک قسمت کاملاً شکل‌گرفته را تکمیل می‌کنند. قالب‌های ترکیبی با حجم‌های متوسط{4} تا-قطعات مسطح (سالانه 50K-+500K) مناسب است، در حالی که قالب‌های پیشرونده قطعات پیچیده چند مرحله‌ای را در حجم‌های بالا (100 هزار تا میلیون‌ها) با خمیدگی، فرم‌ها و برش‌های متعدد انجام می‌دهند. قالب های پیشرونده هزینه بیشتری دارند اما هزینه هر قطعه را در مقیاس پایین تر ارائه می دهند.